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編輯推薦: |
1.符合发展导向,我国膜产业日渐成熟,高性能膜材料也被国务院列为加快培育和发展战略性新兴产业,被列入《国 家中长期科学与技术发展规划纲要》的优先发展主题,既是《中国制造2025》的关键战略材料,也是世界各国竞相发展和重点支持的战略产业方向。2.系统性强,本书内容涉及材料、化学、环境等多学科交叉,全面反映了基础科学与工程实践的结合,本书介绍的膜技术在工业污水再生利用、市政污水处理、市政饮用水处理、海水淡化等水处理领域得到了迅猛发展,相关研究项目受到有力支持,工程示范应用获得大范围推广。3.实用性强,本书可为开发高性能水处理膜材料与膜技术提供借鉴、也可使从事水处理工作的工程技术人员更好地了解膜分离原理和膜材料性质,从而更好地设计、使用、维护、运营水处理设施。
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內容簡介: |
本书以膜法水处理技术为主线,首先介绍了膜与膜过程基本概念和原理;其次概述了典型水质;然后按水处理主要应用领域即给水、排水、非常规水资源化(含中水)等,分别介绍了膜技术在人类生活生产中对各种水的处理的应用,特别是近年来膜技术与传统水处理技术结合或替代而产生的一些新的集成技术案例及分析;最后概述了膜污染及其控制。本书旨在深入探索膜技术在水处理领域的发展趋势和要求,以为不断开发出高性能膜材料和新的膜过程、膜工艺、膜装备等提供有益的借鉴,从而进一步提升水处理技术水平。本书具有较强的技术性和针对性,可供从事膜材料研究及应用、膜法污水处理等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、膜科学与技术及其他相关专业师生参阅。
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關於作者: |
张宇峰,天津城建大学环境与市政工程学院院长、教授,高性能复合膜创新团队负责人,长期从事膜制备与膜过程应用研究工作,先后主持承担多项科研项目,发表学术论文百余篇,获得省部级科技奖励6项。
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目錄:
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第1章 膜与膜过程基本原理
1.1 膜技术的发展概况 001
1.2 膜分离的概念与分类 003
1.2.1 膜分离的概念 003
1.2.2 膜的形态与分类 004
1.2.3 膜组件 005
1.2.4 膜技术特点 006
1.3 膜与膜过程的基本类型 007
1.3.1 微滤(MF) 007
1.3.2 超滤(UF) 010
1.3.3 纳滤(NF) 011
1.3.4 反渗透(RO) 013
1.3.5 电渗析和离子交换膜(ED) 016
1.3.6 膜蒸馏(MD) 019
1.3.7 其他膜过程 024
1.4 膜法水处理技术的发展前景及趋势 026
参考文献 028
第2章 水及其主要特征污染物
2.1 水与水资源 031
2.1.1 地球上的水及水循环 031
2.1.2 水资源 031
2.2 常规污染物 035
2.2.1 物理污染物 035
2.2.2 化学污染物 036
2.2.3 生物污染物 037
2.3 难降解有机污染物 037
2.3.1 难降解有机污染物的来源与特征 037
2.3.2 难降解有机污染物废水处理技术 038
2.4 重金属污染物 040
2.4.1 重金属污染物的来源与特征 040
2.4.2 重金属污染物废水处理技术 041
2.5 高盐废水 042
2.5.1 高盐废水的来源与特征 042
2.5.2 高盐废水处理技术 043
2.6 其他污染物废水 044
2.6.1 高含油废水 044
2.6.2 酸碱性工业废水 045
2.6.3 含酚、氰及放射性污染物废水 046
参考文献 047
第3章 给水工艺中的膜集成技术及应用
3.1 超滤相关集成技术案例 049 3.1.1 引言 049
3.1.2 应用案例分析 050
3.1.3 超滤工艺新增成本的特点 067
3.1.4 压力式和浸没式膜性能比较 067
3.2 纳滤相关集成技术案例 067
3.2.1 引言 067
3.2.2 应用案例分析 068
3.3 反渗透相关集成技术案例 080
3.3.1 引言 080
3.3.2 应用案例分析 081
参考文献 090
第4章 排水工艺中的膜集成技术及应用
4.1 MBR 水处理技术 093
4.1.1 MBR 简介 093
4.1.2 MBR 生物处理及工作原理 094
4.1.3 MBR 的构成与分类 094
4.1.4 MBR 的基本特点 098
4.1.5 MBR 工程应用案例分析 099
4.2 连续微滤水处理技术 128
4.2.1 连续微滤技术相关概念、原理及特点 128
4.2.2 连续微滤工程应用案例分析 129
4.3 双膜法水处理技术 139
4.3.1 双膜法简介 139
4.3.2 双膜法技术特点 139
4.3.3 双膜法工程应用案例分析 140
4.4 其他排水工艺膜技术案例分析 154
4.4.1 均相淡化电渗析处理高氯废水工程 154
4.4.2 奥运清河膜法系统应用工程 157
4.4.3 膜蒸馏技术及其系统在三河电厂脱硫废水零排放处理中的中试试验 160
参考文献 165
第5章 非常规水资源化膜集成技术及应用
5.1 海水淡化技术 168
5.1.1 海水淡化发展现状 168
5.1.2 膜技术在海水淡化中的应用 171
5.1.3 总结 188
5.2 市政污水资源化 188
5.2.1 市政污水资源化发展现状 188
5.2.2 应用案例分析 190
5.2.3 总结 200
5.3 雨水综合利用技术 201
5.3.1 雨水综合利用发展现状 201
5.3.2 应用案例分析 201
5.4 工业水回用技术 205
5.4.1 工业水资源化背景 205
5.4.2 应用案例分析 206
5.4.3 总结 228
5.5 其他工业水处理技术 229
5.5.1 应用案例分析 229
5.5.2 总结 243
参考文献 245
第6章 膜污染与控制技术
6.1 膜污染及其分类 248
6.1.1 膜污染概念 248
6.1.2 膜污染分类 249
6.1.3 膜污染模型 249
6.1.4 膜污染表征方法 250
6.2 膜生物反应器膜污染过程特征 253
6.2.1 MBR 膜污染定义 253
6.2.2 污染原因及类别 253
6.2.3 MBR 膜污染影响因素 255
6.2.4 控制策略 258
6.2.5 膜清洗 260
6.3 连续微滤膜污染 263
6.3.1 连续微滤膜污染的影响因素 263
6.3.2 控制方法 264
6.3.3 膜清洗 265
6.3.4 清洗案例 266
6.4 纳滤膜污染 267
6.4.1 纳滤膜污染的影响因素 267
6.4.2 控制方法 267
6.4.3 膜改性 268
6.4.4 膜清洗 268
6.5 反渗透膜污染 272
6.5.1 有机物、胶体及颗粒的污染 272
6.5.2 系统结垢的污染 273
6.5.3 细菌等微生物的污染 273
6.5.4 膜清洗 273
6.5.5 膜改性 277
6.6 其他膜过程中的膜污染 278
6.6.1 膜蒸馏过程中的膜污染 278
6.6.2 电渗析过程中的膜污染 280
参考文献 283
附录
附录1 柱式中空纤维膜组件(HG/T 5111—2016) 290
附录2 反渗透膜测试方法(GB/T 32373—2015) 300
附录3 化工园区混合废水处理技术规范(HG/T 5821—2020) 310
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內容試閱:
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进入21 世纪以来,全球膜产业总值快速增长。“十三五”以来,我国膜工业总产值年均增长率保持在15%左右。2019 年,我国膜工业总产值达2773 亿元,占全球膜工业总产值的29%。高性能膜材料被国务院列为加快培育和发展战略性新兴产业,被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》的优先发展主题,既是《中国制造2025》的关键战略材料,也是世界各国竞相发展和重点支持的战略产业方向。膜材料与膜应用成为化学、化工、材料、环境工程等多学科交叉的一个新兴学科。
我国水资源人均占有量少,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一,且时空分布不均。随着人口快速增长、社会经济发展和人民生活水平提高,人民群众对清澈水质、优美环境等生态产品的需求越来越迫切。而在社会发展过程中造成的水环境污染引发的社会公众集体焦虑,以及环境风险凸显、环境事件多发高发的现象,体现出优质生态环境已成为关系到人民群众健康生活的核心问题。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视生态文明建设和环境保护。“十三五”时期是全面建成小康社会决胜阶段,党中央、国务院将生态文明纳入“五位一体”战略部署,出台加强生态文明建设的意见和改革方案,把绿色发展纳入五大发展理念,颁布实施“史上最严”《中华人民共和国环境保护法》,实施《水污染防治行动计划》(“水十条”),充分体现了生态文明建设和环境保护工作的重要地位。
近年来,膜技术在水处理领域应用被日渐推广,在工业污水再生利用、市政污水处理、市政饮用水处理、海水淡化等水处理领域得到了迅猛发展。膜技术不仅与传统水处理技术,而且与各种新技术日益结合和集成,产生了很多以膜分离为核心的新型水处理(集成)技术,产生了巨大的经济效益和社会效益。例如,我国反渗透膜2016 年应用规模突破3.0?107m3/d;市政污水MBR 规模2019 年达到1500 万m3/d;民用净水市场生产企业3000 多家,产值300 多亿元;2017 年年底全国已建成投产的海水淡化装置达136套,产能达到118.9?104m3/d。随着膜技术进步与革新,新膜技术不断涌现,膜技术已经成为部分水处理工艺中的核心技术,基于新膜材料的工程示范应用也得到不断推广。
为使从事水处理相关工程研究的技术人员更好地了解和掌握膜分离技术原理,准确把握和解决在水处理过程中所遇到的问题,不断完善相关膜工艺以进一步创新技术,我们基于膜技术在水处理领域应用的国内外研究进展,特别是汲取了国家“十一五”“十二五”等水专项的相关成果,从分离膜与膜过程基本原理出发,针对不同水体系及其主要特征污染物,按照人类社会生活生产用水,即给水、排水、中水(非常规水)处理工艺分类特点和水质要求,选择与膜技术结合相应的典型水处理案例,分析相应膜分离技术在水处理过程中的技术特点,进一步阐明膜分离机理和污染机理,认识膜技术在水处理过程中的技术优势,为从事水处理工作的工程技术人员更好地设计、使用、维护、运营等提供有益的参考。同时,本书也试图针对膜与膜过程在水处理应用方面存在的“瓶颈”,探索膜技术在水处理领域的发展趋势和发展需求,以供国内膜材料学者参考,从而促进高性能膜材料和新的膜过程、膜工艺的不断开发,进一步提升膜法水处理技术水平。
本书由张宇峰、常高峰等著,具体分工如下:第1章由孟建强、王喆撰写;第2章由常高峰、张宇峰撰写;第3章由王雨菲、蒋新蕾、张宇峰撰写;第4章由张景丽、常高峰撰写;第5章由张景丽、张宇峰、王喆撰写;第6章由曹雷、孟建强撰写。全书最后由张宇峰、张景丽、孟建强统稿并定稿。另外,本书撰写过程中天津工业大学的曹雷、武碧鑫、张健、陈冰倩,天津城建大学的王坚坚、文永兴、刘浩、焦泊臻、侯斌、李佩凝、张潇予、张雪婷、王哲、崔熙等参加了资料收集、部分撰写和整理工作,在此表示感谢。
本书的撰写和出版得到了水体污染控制与治理国家重大专项“天津滨海工业带废水污染控制与生态修复综合示范”项目、“天津滨海工业带水污染控制与生态修复顶层设计方案和路线图研究”课题(课题编号:2017ZX07107-001)的资助。
本书涉及领域较广,加之膜技术发展快速,限于著者水平及著写时间,书中难免存在不足和疏漏之处,敬请广大读者批评指正。
著者
2021 年11 月
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